2018年10月2日/
生物谷BIOON/---近期,
幹細胞研究取得重大的進展。基於此,小編梳理了一下生物谷最新報導的
幹細胞方面的新聞,供大家閱讀。
1.Nature:因存在混亂,應停止使用術語間充質幹細胞根據2018年9月26日發表在Nature期刊上的一篇標題為「Clear up this stem-cell mess」的評論文章,2017年科學期刊使用「間充質
幹細胞(mesenchymal stem cell, MSC)」發表了3500多篇論文。這個術語最初描述來自骨髓的細胞,但是它的使用已擴展到包含來自不同組織的多種類型的具有不同多能性水平的細胞。這些作者們認為,問題在於MSC並不總是被明確界定,這導致了科學界的混亂,以及企業利用公眾的誤解推銷可疑的基於細胞的治療方法。
圖片來自Steve Gschmeissner/SPL。
美國凱斯西儲大學生物學家Arnold Caplan於1991年使用了MSC術語來描述從骨髓基質中分離出的幹細胞,這些幹細胞能夠產生骨骼和軟骨。他們寫道,從那時起,研究人員就已從許多其他組織中分離出間充質
幹細胞(MSC),並在體外將它們分化為腎細胞、肝細胞、心臟細胞和神經細胞。
到20世紀90年代末,科學家們一直在使用術語MSC來描述從骨骼、脂肪和其他組織的基質區室中分離出的任何類型的細胞,這些細胞能夠粘附在塑料培養皿上並在體外分化成其他的細胞類型。但是科學家們難以讓這些細胞在體內分化,這讓人們對它們的治療能力產生了質疑。
2006年,國際細胞療法協會(International Society for Cellular Therapy)
會議上的一個工作組發布了一份立場聲明,建議科學界使用詞語多能性間充質基質細胞(multipotent mesenchymal stromal cell)代替間充質幹細胞(MSC),除非MSC真地能夠在體內自我更新並分化成特定的細胞類型,這才是確定
幹細胞的公認標準。
2.Nature:重磅!血液中的一種神秘的幹細胞有助於修復受損血管在此之前,科學家們認為胚胎中的新血管僅在內皮細胞---位於血管內壁的重要細胞---發生分裂時才會產生。血管的生長和修復是治療心臟病和循環系統疾病(比如冠心病和外周動脈疾病)的主要目標,在這些疾病中,血管會受損。
在一項新的研究中,來自英國倫敦大學學院的研究人員發現血液中的幹細胞能夠產生內皮細胞,而且所產生的內皮細胞能夠添加到血管壁中,而且血液中這種獨特的
幹細胞來源有助於血管在生長中的胚胎內形成。相關研究結果於2018年9月26日在線發表在Nature期刊上,論文標題為「Erythro-myeloid progenitors contribute endothelial cells to blood vessels」。
這些研究人員使用螢光標記來追蹤這種被稱作紅系骨髓祖細胞(erythromyeloid progenitor, EMP)的幹細胞的命運。已知這些細胞會產生紅細胞和某些類型的免疫細胞。在培養皿中培養的EMP幹細胞也會產生內皮細胞。對在母體子宮中自然生長的小鼠而言,EMP
幹細胞也會產生內皮細胞,並且它們繼續存在於血管內壁直到成年時。
3.Science:重磅!將人幹細胞植入到人造小鼠卵巢中產生人卵子前體細胞在一項新的研究中,來自日本多家研究機構的研究人員利用人類
幹細胞成功地在人工小鼠卵巢內部產生了人卵原細胞(oogonia)。相關研究結果於2018年9月20日在線發表在Science期刊上,論文標題為「Generation of human oogonia from induced pluripotent stem cells in vitro」。在這篇論文中,他們描述了他們的研究和未來的計劃。
作為生殖研究的一部分,科學家們一直在努力實現利用幹細胞製造人類卵子的目標--做到這一點將讓那些不能自然產生卵子的女性以另一種方式製造它們。但是實現這一目標一直是一條艱難的道路。研究人員面臨著道德和生物挑戰。但是,儘管存在這些困難,過去的研究工作已表明,利用幹細胞製造小鼠卵子並用小鼠精子加以受精是有可能實現的。這項新研究取得的成功表明著在人類中做同樣的事情也是可能的,不過到目前為止,還沒有人能夠圓滿完成。在這項新的研究中,這些研究人員取得了一項裡程碑突破:利用植入到非常類似於小鼠卵巢的人工小鼠卵巢中的人類
幹細胞製造出人類卵子的前體細胞。
這些研究人員報導,他們的工作始於利用經過驗證的技術將人血細胞轉化為誘導性多能
幹細胞(iPS細胞)。接下來,他們使用胚胎細胞構建出了非常類似於小鼠卵巢的人工小鼠卵巢。之後,他們將這些iPS細胞植入到人工小鼠卵巢中,讓它們孵育數月。他們報導,最終,這些
ips細胞生長成處於不同生長階段的具有卵母細胞特異性特徵的物質,即人卵子的前體細胞。他們還報導,他們計劃繼續開展他們的研究,希望將他們的卵原細胞發育成卵子。他們還有計劃涉及做同樣的事情以便製造出精子。
4.Stem Cell Rep:調控腎臟發育關鍵信號在癌症發生過程中發生變異目前,腎臟疾病的唯一治療方法是透析和移植,但由於供體器官不足且治療費用昂貴,因此腎臟疾病的死亡率高於大多數癌症。開發新的腎病
診斷和治療方法需要了解調節腎臟發育的機制。對此,赫爾辛基大學最近的研究取得了重大進展。研究人員發現參與癌症發生的MAPK信號途徑同時參與了腎臟的發育過程。
MAPK途徑介導細胞響應胞外生長因子刺激,並且對基因的轉錄產生調控作用。在細胞質中,它調節許多不同蛋白質的活性。在最近發表在《Stem Cell Reports》雜誌上發表的研究中,作者發現MAPK活性不僅是腎單位祖細胞正常增殖和分化所必需的,而且還介導了與周圍腎祖細胞相互作用。
5.Science子刊:我國第四軍醫大學研究人員在人體臨床試驗中證實利用來自乳牙的幹細胞可再生牙髓組織有時候孩子會摔倒,他們的牙齒遭受重擊。將近一半的兒童在童年時遭受牙齒損傷。當這種損傷影響未成熟的恆牙(permanent tooth)時,它會阻礙血液供應和牙根發育,從而導致 「死」牙。到目前為止,標準的治療方法需要開展根尖誘導形成術(apexification)來促進進一步的牙根發育,但它並不能替換因牙齒損傷而失去的組織,即便在最好的情況下,它也會導致牙根異常發育。
在一項新的臨床研究中,來自中國第四軍醫大學的研究人員和美國賓夕法尼亞大學的研究人員指出遭受這類損傷的兒童存在著一種更加有前途的治療方法:使用從他們的乳牙(baby tooth)中提取出的
幹細胞。相關研究結果近期發表在Science Translational Medicine期刊上,論文標題為「Deciduous autologous tooth stem cells regenerate dental pulp after implantation into injured teeth」。論文通信作者為第四軍醫大學的金巖(Yan Jin)和賓夕法尼亞大學的Songtao Shi。論文第一作者為第四軍醫大學的Kun Xuan、Bei Li、Hao Guo和Wei Sun。
圖片來自University of Pennsylvania。
這項在中國開展的I期
臨床試驗招募了40名兒童患者,其中每個兒童都有一顆恆切牙(permanent incisor)受損而且仍然有乳牙。30名兒童患者接受hDPSC治療,剩下的10名兒童患者接受對照治療,即根尖誘導形成術。那些接受人乳牙牙髓
幹細胞(human deciduous pulp stem cell, hDPSC)治療的兒童患者具有由從健康乳牙中提取出的hDPSC形成的組織。這些來自牙髓的hDPSC可在實驗室培養條件下增殖,所形成的細胞被植入到受損的恆切牙中。
在後續的隨訪研究中,這些研究人員發現相比於對照組兒童患者,接受hDPSC治療的兒童患者具有更多的體徵表明他們具有健康的牙根發育和更厚的牙本質(dentin),即牙釉質下方的牙齒的堅硬部分,而且他們的血流量也增加了。
6.Stem Cell Rep:重磅!科學家鑑別出決定細胞命運的幹細胞特性近日,一項刊登在國際雜誌Stem Cell Reports上的研究報告中,來自加利福尼亞大學的科學家們通過研究鑑別出了能夠影響神經幹細胞命運的固有細胞特性,這些特性或許會影響神經幹細胞分化稱為哪種腦細胞,比如神經元、星形細胞和少突神經膠質細胞等,相關研究結果或能幫助研究人員開發出新方法來預測或控制
幹細胞的命運,從而更好地應用於人類的移植治療中。
研究者Lisa A. Flanagan教授表示,神經幹細胞常常會因細胞表面表達不同的糖類模式而表現出不同的的命運,這些糖類分子會促進神經幹細胞膜的電位特性並最終決定其細胞命運;幹細胞能夠幫助治療多種人類疾病,但研究人員卻很難確定當這些幹細胞被移植到患者機體中後其會轉變成為什麼細胞類型。當研究者將相同數量的幹細胞分別移植到兩名患者機體中後,如果幹細胞在其中一名患者體內分化稱為神經元,而在另一位患者機體中分化為星形細胞後,這兩位患者最後的治療情況會發生明顯差異;基於當前研究結果,研究人員就能夠預測神經幹細胞的分化終點以及其可能的細胞命運,這或許能夠增強
幹細胞移植療法治療多種類型疾病的成功率。
在2008年發表的研究成果中,研究人員就發現了一種新方法,能夠利用細胞的電位特性來鑑別並且分類具有不同命運的神經幹細胞,研究者表示,細胞表面糖類的差異或許就是這些
細菌具有不同電位特性的原因。這項研究中,研究人員檢測了幾種給細胞表面添加糖類分子的通路,結果發現了一種通路能夠幫助製造神經元,而另一種通路則能夠幫助製造星形細胞,研究人員通過刺激神經幹細胞通路,改變細胞電位特性,從而就能夠製造更多的星形細胞和較少的神經元細胞這就表明,細胞表面的糖類分子能夠控制神經
幹細胞的命運。
這種通路在移植的細胞和發育中的大腦細胞處於活躍狀態,因此當大腦在機體發育過程中形成時,該通路或許就能控制神經
幹細胞形成星形細胞和神經元。目前研究人員正在檢測是否修飾該通路就能改變移植細胞的行為或者發育大腦的形成方式,研究者重點對首先添加糖類分子的細胞內部「機器」進行了研究,以此來觀察該過程被調節的分子機制。
7.Stem Cells Dev:大腦類器官的新型培育方法人類大腦類器官生產困難,耗時且昂貴,需要先進的工具和專有技術才能首先產生人類誘導的多能幹細胞(iPSCs),這種
幹細胞能夠成為皮膚細胞中幾乎任何一種細胞,稱為成纖維細胞,然後指導那些
ipsC分化成各種相互關聯的細胞類型,包括像大腦這樣的器官。加州大學聖地牙哥分校醫學院的研究人員在當前在線期刊《Stem Cells and Development》雜誌上撰文,描述了一種快速,經濟有效的從原代細胞中製造人皮層類器官的方法。
(圖片來源:www.pixabay.com)
在新論文中,資深作者Muotri及其同事描述了一種新的,快速且經濟有效的方法,可以將個體體細胞直接重新編程為數百個人的皮質類器官。為此,他們壓縮並優化了該過程的幾個步驟,以便體細胞被重新編程,擴展和刺激,幾乎同時形成皮質細胞。 Muotri說,結果是皮質類器官完全從體細胞發育,只需輕微操作。
8.PLoS ONE:幹細胞療法可以治療兒童腦癌最近一系列突破性的進展可能會為治療常見兒童腦癌提供更有效的方法。來自北卡羅來納大學Lineberger綜合癌症中心和UNC Eshelman藥學院的科學家們對此報告了早期研究的結果,這些研究表明,從皮膚細胞誘導而來的
幹細胞可以追蹤並釋放藥物破壞手術後隱藏的成神經管細胞瘤細胞。
此前,來自UNC的Shawn Hingtgen博士等人的臨床前研究表明,他們可以將皮膚細胞轉化為幹細胞,而這種
幹細胞可以釋放藥物殺傷惡性腦
腫瘤膠質母細胞瘤。在他們發表於《Plos One》雜誌上的新研究中,這一方法又被證明對於殺傷成神經管細胞瘤並延長壽命具有顯著效果。該研究是開展
臨床試驗的必要步驟,並將確定該方法是否適用於兒童相關癌症的治療。Hingtgen說,這種方法在幫助更多兒童成神經管細胞瘤患者的同時有望降低治療的副作用。
在這項研究中,研究人員將皮膚細胞重新編程為幹細胞,然後對它們進行基因改造。當改造後的細胞暴露於另一種被稱為「前藥」的藥物時,會對其他細胞產生毒性。實驗結果表明,將攜帶藥物的
幹細胞植入術後大腦中,能夠使
腫瘤的大小減少15倍,並使小鼠的中位生存期延長了133%。
9.Sci Rep:華人學者發現抗癌新靶標,死死控制腦膠質瘤命門!來自維吉尼亞理工-加利永研究所(Virginia Tech Carilion Research Institute,VTCRI)的研究人員表示一個涉及人體生物節律的基因也許是致命的腦膠質瘤的一個潛在治療靶標。這項新發現於近日發表在《Scientific Reports》上,題為「Casein Kinase 1 Epsilon Regulates Glioblastoma Cell Survival」,該研究指出一個特殊基因可以很明顯地維持
腫瘤細胞生存,儘管這個基因通常與生物節律有關。
「我們已經發現抑制這個基因也許可以抑制腫瘤
幹細胞自我更新並分化成為膠質瘤細胞的能力,而
腫瘤幹細胞被認為是這類難治療的癌症的特點之一。」Sheng說道。「儘管在設計一種新療法之前還需要更多的研究,但是我們這項早期
基礎研究很有希望。」
Sheng表示在手術、放療和化療後就算只有幾百個膠質瘤幹細胞還存活,這種癌症就會再復發。但是在他們關於癌細胞和小鼠模型的實驗中,研究人員發現酪蛋白激酶1家族中的一個成員產生的酶被抑制後,膠質瘤
幹細胞的增殖就會停止,小鼠身上的
腫瘤生長也會受到抑制。
研究人員還發現了證據表明這個酶負責調節膠質瘤幹細胞自我更新的速度,而不是控制分化。「抑制這個基因可以有效殺死膠質瘤幹細胞。」Sheng說道。Sheng和他的同事還評估了兩種商用的抑制酪蛋白激酶1的藥物,發現其中之一就有進一步研究成為腦膠質瘤
幹細胞抑制劑的潛力。
10.Nature:新研究鑑定出混合表型急性白血病的細胞起源和特徵性突變混合表型急性白血病(mixed
phenotypeacute leukemia, MPAL)是急性白血病的一種高危亞型。據估計,在美國每年確診的大約3500例兒童急性白血病病例中,MPAL大約佔3%。MPAL也會發生在成年人身上。對MPAL的治療是非常複雜的,這是因為它具有急性淋巴細胞白血病(ALL)和急性髓細胞白血病(AML)的特徵。這些有助於確定治療方法的特徵有時會隨著時間的推移或治療的開展發生變化,而且在某些情況下,這些變化足以將MPAL
診斷為AML,反之亦然。
圖片來自Nature, doi:10.1038/s41586-018-0436-0。
在一項新的研究中,來自美國聖猶大兒童研究醫院的研究人員對MPAL進行有史以來很可能是最為全面的基因組分析。他們採用下一代測序技術---包括全基因組測序、全外顯子組測序和RNA測序---對來自兒童MPAL患者的115種白血病樣品進行分析。通過這樣做,他們鑑定出兩種常見的MPAL亞型--- T/M(T/myeloid)MPAL和B/M(B/myeloid)MPAL的細胞起源以及與兩種MPAL亞型相關的突變。他們也報導了一些MPAL患者可能從現有靶向療法---包括靶向酪氨酸激酶FLT3的抑制劑---中獲益的證據。FLT3促進白血病細胞生長。相關研究結果於2018年9月12日在線發表在Nature期刊上,論文標題為「The genetic basis and cell of origin of mixed
phenotypeacute leukaemia」。
這些研究人員還證實這些突變存在於發育上「未成熟」的血細胞---包括產生所有其他血細胞類型的造血
幹細胞---中。 這一發現有助於解釋MPAL的一種無法解釋的特徵,即為何MPAL白血病細胞具有骨髓細胞和淋巴細胞的特徵。相反,ALL和AML涉及單一類型的骨髓細胞或淋巴細胞。
這些發現提示著MPAL的奠基者突變(founding mutation)發生在血細胞發育的早期,在某些情況下發生在造血
幹細胞中,從而導致具有骨髓細胞和淋巴細胞特徵的急性白血病產生。(生物谷 Bioon.com)